2.2.4 Варикапи

Варикапи – напівпровідникові діоди спеціальної конструкції, ємність яких можна змінювати в значних межах.

Рис. 2.2.14. Умовне графічне зображення варикапа

Із збільшенням зворотної напруги ємність p-n переходу зменшується за законом

(2.2.3)

де С_д – ємність діода при зворотній напрузі U;

С₀ - ємність діода при нульовій зворотній напрузі;

φ_к – контактний потенціал (десяті частини вольта);

n – коефіцієнт, що залежить від типу варикапа, n=2…3.

• В арикап, призначений для множення частоти сигналу – варактор.

Варикапи використовують в пристроях автопідрегулювання частоти, генераторах і т.д.

1 – вивід, 2 – внутрішній вивід, 3- балон, 4 – алюмінієвий стовпчик, 5 – кристал кремнію,

6 – омічний контакт, 7 – позолочений кристалотримач

Рис.2.2.15. Конструкція варикапа

Як і конденсатори змінної ємності варикапи часто виготовляють у вигляді блоків (матриць) із спільним катодом і роздільними анодами

О

Основні параметри:

номінальна ємність С_н – ємність між виводами варикапа при номінальній напрузі зміщення (U_зм = 4 В);

максимальна ємність С_макс – ємність варикапа при заданій напрузі зміщення;

мінімальна ємність С_мін - ємність при максимальній напрузі зміщення;

сновна характеристика варикапа – залежність його ємності від величини зворотної напруги (рис. 2.2.16).

С_б

U_зв

Рис. 2.2.16. Вольт-фарадна характеристика варикапа

к оефіцієнт перекриття К_с

; (2.2.4)

добротність Q – відношення реактивного опору до повного опру втрат, виміряне на номінальній частоті при температурі 20ºС;

т емпературний коефіцієнт ємності (ТКЄ)

; (2.2.5)

максимальна допустима потужність.

2.2.5. Тунельні діоди

В 1857 році японський вчений Ясаки побачив, що при збільшенні концентрації домішок до 10⁹ – 10²⁰ см^-3, спостерігаються аномалії.

Принцип роботи тунельного діоду базується на тунельному ефекті.

Рис. 2.2.17. Умовне графічне зображення тунельного діода

В ольт-амперна характеристика тунельного діода містить ділянку з від’ємним диференційним опором

, (2.2.6)

щ о дозволяє використовувати діод в підсилювачах і генераторах електричних коливань, а також в різноманітних імпульсних пристроях.

І _пр

А С

І_макс

В а

І_мін

U_зв U_пр 1–виводи, 2–контактний дротик,

Б U₁ U₂ U₃ 3–керамічна втулка, 4–кристал напівпровідника

І_зв

Рис. 2.2.18. Вольт-амперна характеристика Рис.2.2.19. Конструкція тунельних діодів

тунельного діода

Якість діода визначають протяжність і крутизна падаючої ділянки АВ вольт-амперної характеристики (рис. 2.2.18).

Основні параметри: піковий струм І_п, струм впадини І_вп, напруга піка U_п, напруга впадини U_в, напруга розтвору U_р (сумарна напруга на другій гілці, яка підіймається при І_п), ємність діода С_д (сумарна ємність переходу і корпусу діода при заданій напрузі зміщення).

За призначенням тунельні діоди діляться на: підсилювальні, генераторні, перемикаючі.